(共25张PPT)
1.2.2微生物的选择培养和计数
选择培养基
微生物的选择培养
01
02
微生物的数量测定
探究·实验
03
04
目 录
CONTENTS
选择培养基
1973年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌( Thermus aquaticus),进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应(PCR)。
实验室中微生物的筛选,也可以应用同样的原理,即人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等) ,同时抑制或阻止其他微生物的生长。
1.为什么水生栖热菌能从热泉中被筛选出来呢?
这是因为水生栖热菌能在 70~80 ℃的高温条件下生存,而绝大多数微生物在此条件下不能生存。
2.如何从众多的微生物中筛选出单一菌种?
实验室筛选微生物原理:
人为提供_______________的条件(包括_____、_____和_____等),同时_______________________
选择培养基
根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
有利于目的菌生长
抑制或阻止其他微生物的生长
营养
温度
pH
耐热微生物
耐寒微生物
石油分解菌
选择培养基
允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
1.概念:
2.方法:
分离得到酵母菌、霉菌等
分离固氮菌
分离自养型微生物
不加含碳有机物的培养基
不加氮源的培养基
加入青霉素的培养基
(1)在培养基中加入某种化学物质。
分离得到金黄色葡萄球菌
加入高浓度食盐的培养基
(2)改变培养基中的营养成分。
(3)改变微生物的培养条件。
耐高温微生物
高温环境下培养
厌氧型微生物
兼性厌氧型
无氧环境下培养
怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌
培养基中加氨苄青霉素
具有氨苄青霉素抗性的菌落
没有氨苄青霉素抗性的细菌
培养基应有菌落
没有氨苄青霉素抗性的细菌被淘汰
思考·讨论--培养基配方的设计
尿素[CO(NH2)2]含氮量高,化学性质稳定,是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后,会被土壤中的某些细菌分解成NH3,再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可以作为细菌生长的氮源。
(细菌生长的氮源)
尿素 NH3
脲酶
尿素分解菌
思考·讨论--培养基配方的设计
1.如果让你配制一种培养基,让土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来,培养基的配方该如何设计?
培养基的配方中应含有微生物生长所需的营养要素——碳源、氮源、水、无机盐等。由于绝大多数微生物都能利用葡萄糖,分解尿素的细菌也能利用葡萄糖,可以用葡萄糖作为碳源,但是,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,在培养基中加入尿素提供氮源,使培养基具有了选择作用。该培养基以尿素作为唯一氮源,只允许能以尿素作为氮源的微生物生长。
思考·讨论--培养基配方的设计
2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?
该培养基与普通培养基相比较,共同点是都认有机碳(如葡萄糖)作为碳源,都有水和无机盐;不同点是该培养基以尿素作为唯一氮源,使只有能以尿素作为氮源的微生物生长。
微生物的选择培养
分解尿素细菌鉴定原理:
CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2
脲酶
呈碱性,遇酚红指示剂呈 色。
红
在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌后,如果pH升高,指示剂将变红,说明该细菌能够分解尿素。
鉴别培养基:在培养基中加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长),使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应。从而达到鉴定的作用。
细菌合成的脲酶将尿素分解为氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,因此可以通过检测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应,进而判断该菌是否为尿素分解细菌。
①铲取土样,将样品装入纸袋中。
90mL无菌水
9mL无菌水
稀释10倍菌液
②将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀,制成菌液。
取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中,依次等比稀释。
梯度稀释
微生物的选择培养
③取0.1mL菌液,滴加到培养基表面。
④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
⑤将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布。
⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。
沥干
移液枪
涂布平板
微生物的选择培养
微生物的计数方法比较
内容 直接计数法 间接计数法
主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器
计数依据 菌株本身 培养基上菌落数
优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌
计算公式 每毫升原液含菌株数=每小格平均菌株数×400×1 0000×稀释倍数 每克样品中的菌株数:(C÷V)×M
C:某稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数
缺点 不能区分死菌与活菌 操作复杂,有一定误差,比如当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
结果 比实际值偏大 比实际值偏小
土壤中分离尿素的细菌的分离和计数
土壤中含有能分解尿素的细菌,我们如何分离它们?每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌?
提出问题
作出假设
实施实验
设计实验
分析结果
利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,可以分离。
1.土壤取样
2.制备培养基(尿素为自变量)
3.样品稀释与取样涂布
4.微生物的培养与观察
土壤中分离尿素的细菌的分离和计数
①原理:绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
1.培养基的制备
②配方:
制备选择培养基(尿素为唯一氮源)
制备牛肉膏蛋白胨培养基
用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组,
用以尿素为唯一氮源的培养基做实验组,
用来判断选择培养基是否具有选择作用。
①提供无机盐;
②调节pH。
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
琼脂 15.0g
蒸馏水 1000ml
土壤中分离尿素的细菌的分离和计数
土壤取样
①要求:富含有机质、酸碱度接近______且潮湿的土壤
②取样土层:铲去_________,在距地表3~8cm的土壤层
制备培养基
①实验组:以尿素为唯一氮源的选择培养基
②对照组:
样品的稀释
牛肉膏蛋白胨培养基(普通培养基)
目的:作为对照组用以判断选择培养基是否具有选择作用
涂布平板
中性
表层土
①稀释原因:样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数
②稀释标准:测定土壤中的细菌的数量,一般选用_______________________倍
稀释液进行平板培养
1×104、1×105和1×106
③初次实验,可以将稀释的范围放宽一点,例如可以将_________________倍稀释液
分别涂布培养,以保证___________________________________________。
1×103~1×107
能从中选择出菌落数为30~300的平板进行计数
测细菌数:一般用104、105、106稀释液
测放线菌:一般用103、104、105稀释液
测真菌数:一般用102、103、104稀释液
土壤中分离尿素的细菌的分离和计数
①细菌:一般用104、105、106稀释液。
②放线菌:一般用103、104、105稀释液。
③真菌:一般用102、103、104稀释液。
以保证获得菌落数在30~300之间适于计数的平板。
在初次实验中,对于稀释的范围没有把握,怎样做才能保证从中选择出菌落数在30~300的平板进行计数?
选择一个比较宽的范围,将1×103~1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养,以保证能从中选择出菌落数在30~300的平板进行计数。
涂布平板
土壤中分离尿素的细菌的分离和计数
菌落计数
当菌落数目稳定时,选取菌落数在30~300的平板进行计数,同一稀释度下至少计数3个平板,求出平均值,并根据所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。设计如下表格记录并计数。
稀释度 104 105 106
1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值
每个平板的菌落数
培养与观察
将平板____于______℃的恒温培养箱中培养1~2天。每隔24小时统计一次菌落数目,选取________________时的记录做结果
倒置
30~37
菌落数目稳定
为什么?
防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
结果分析与评价
如果是用同一土样进行的操作,数据应该比较接近。如果差异很大,就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。
如果没有接种的培养基上没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。
1. 结合对照组,分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。
如果得到了两个或多个菌落数为30-300的平板,说明稀释度合适,操作比较成功,能够进行菌落的计数。
2. 你是否获得了某一稀释度下菌落数 为30~300的平板?在这一稀释度下,是否至少有2个平板的菌落数接近?
3. 你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少?与其他同学统计的结果接近吗?如果差异很大,可能是什么原因引起的?
课堂小结
微生物的数量测定
选择培养基的作用
微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法
微
生
物
的
选
择
培
养
和
计
数
选择培养基
微生物的选择培养
科学实例
筛选原则
选择培养基的概念及举例
稀释涂布平板法的操作过程
间接计数法 — 稀释涂布平板法
直接计数 —计数板计数法
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
培养基的制备
实验设计
(1)土壤取样
(2)样品的稀释
(3)稀释涂布平板法接种
(4)微生物的培养与观察
实验设计
随堂训练
1.用稀释涂布平板法来统计样品中尿素分解菌的数目时,为了提高实验结果的可信度,往往要设置对照,对于对照组的要求可以不包括哪项( )
A.对照组培养基也严格灭菌,且不接触任何微生物
B.对照组和实验组培养基放在相同的条件下培养
C.所用培养基成分及pH完全与实验组一致
D.培养基的量的大小与实验组必须完全相同
答案:D
解析:设置对照组时,对照组培养基也应严格灭菌,且不接触任何微生物,和实验组培养基放在相同的条件下培养,所用培养基成分及pH与实验组完全一致,A、B、C不符合题意;设置对照组是为了检测灭菌是否合格,故对照组培养基的量的大小与实验组可不相同,D符合题意。
随堂训练
2.某实验小组完成了“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验,下列关于实验的叙述正确的是( )
A.利用以尿素为唯一氮源的培养基培养土壤微生物,其上生长的均是能分解尿素的细菌
B.培养一段时间后,培养基中的营养成分会减少,有害成分积累,pH会升高
C.观察培养24h时的培养基,其菌落特征往往不稳定,最可能的原因是稀释倍数不当
D.用血细胞计数板在显微镜下观察计数,获得的个数就是该体积样品中活菌数与死菌数之和
答案:B
解析:培养基以尿素为唯一氮源,其上生长的都是能合成脲酶的微生物,某些固氮菌不需要培养基提供氮源,A错误;分解尿素的细菌大多是异养生物,培养基的营养成分会因代谢而减少,脲酶能将尿素分解成氨,氨是一种碱性物质,pH会升高,B正确;培养24h,培养基中的菌落特征往往不稳定,可能是由于培养时长不足,也可能是由于稀释倍数不当菌落重叠造成的,C错误;用血细胞计数板在显微镜下观察计数,获得的个数再经计算一定体积样品中的数量才是该体积样品中活菌数与死菌数之和,D错误。
随堂训练
4.下列叙述中不正确的是( )
A.因为土壤中各类微生物的数量不同,所以,为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围不同
C.牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目明显少于选择培养基上的菌落数目,说明选择培养基已筛选出一些菌种
D.如果得到了3个或3个以上菌落数目在30~300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数
答案:C
解析:分解尿素的细菌是异养型,不能以CO2作为碳源,A错误。接种时单手打开皿盖,取适量菌液,滴加到培养基表面,然后用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,B错误。用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,C正确。在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落。若空白对照组出现菌落,说明操作过程中存在微生物污染,属于实验失误,所有实验数据均不应采用,D错误。
随堂训练
3.下列有关实验的操作中,错误的是( )
①加热消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢;②接种操作要在酒精灯火焰附近进行;③对于不耐高温的液体,如牛奶,用巴氏消毒法消毒;④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄都进行灭菌;⑤培养基可采用高压蒸汽灭菌;⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌;⑦接种环应采用火焰灼烧的方式灭菌
A.①③ B.②④ C.⑤⑦ D.④⑥
答案:C
解析:土壤中各种微生物数量不同,细菌大约为70%~90%,其次是放线菌,真菌最少,故不同类型微生物,要按不同稀释倍数进行,A正确;根据选项A可知,测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,需要选用的稀释范围不同,B正确;验证选择培养基是否具有选择作用,需设牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,若后者上的菌落数明显大于前者,说明选择培养基已筛选出一些菌种,C错误;如果得到了3个或3个以上菌落数目在30~300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数,D正确。